Как правильно паять паяльником и что нужно для работы

Любой мужчина хотя бы раз в жизни брал в руки паяльник и соединял провода, восстанавливал обрывы в электросхемах радио, телевизоров и даже на автомобилях и мотоциклах.

В семьях хранятся ещё советские электрические паяльники на 60, 90 ватт мощности.

Краткая история пайки металлов

А есть ещё и медные «молотки», разогреваемые паяльными лампами и ими паяют медные радиаторы автомашин, любые стальные вещи.

Эти паяльники действительно по форме напоминают средние по размерам молоточки, у них самое большое жало (до 3-4 см), что даёт быстрое соединение металлов на большой площади.

Раскопки древнейших поселений мира дают право ученым говорить, что тысячи лет назад пайкой обладали египтяне, римляне, греки и китайцы. Их методами и сегодня пользуются ювелиры, паяющие драгоценные изделия золотом.

Пайка медью началась несколько позже, и только десять столетий назад – латунью.

Европа-старушка присоединилась позже других континентов – ближе к научным основам этих технологических процессов (температурные режимы, составы припоев и так далее).

Как научиться владеть паяльником?

Очень просто: минимум знаний, все держится на практике, небольшое количество материалов и главное – тот или иной паяльник.

Выше мы назвали один параметр этих ручных инструментов (мощность). Он важен для понимания:

  • Что паять.
  • Как быстрее работать.

Чем мощнее паяльник, тем толще его медное жало, тем медленнее оно разогревается, но и дольше держит режим пайки после отключения от сети или паяльной лампы.

Но они не годятся для пайки небольших электродеталей, тонких проводов, как разогреватели меньшей мощности.

Есть также паяльники, и они не последние в этой линейке, мгновенного нагрева жала и быстрого охлаждения после точечной пайки радио-и электросхем – электроимпульсные. Ими соединяют метизделия в различных бытовых мастерских.

Процесс несложный. Если у вас есть обычные плоскогубцы и кусачки, пинцет с тонкими и широкими (до 1 см) лапками, то вам остаётся приобрести или достать из кладовки три специфические вещи:

  • паяльник;
  • материал пайки (припой) – чаще сплав свинца и олова;
  • антиокислитель и обезжириватель (флюс).

К этому добавим минимум общих знаний по материалам для пайки.

Олово-свинец соединяет хорошо драгматериалы и плохо железо и алюминий.

Практика – основа мастерства

Она начинается с усидчивости. Не всё быстро можно припаять. Поэтому ниже советы, как правильно паять провода, а потом уже переходить к золоту или серебру.

Речь будем вести лишь о медных проводах или залуженных на заводами контактах деталей.

Счистить с жил прежнее олово. Если берете чистый провод, все равно с него нужно соскрести покрытие; если они в пучке, то на каждой нитке.

Обязательное обезжиривание жала и деталей для спайки.

Жалом расплавляете часть флюса, набираете на него минимум олова, туда же вставляете проводки для лужения, проводя по ним жалом. Нитки покроются белым слоем припоя. Вы залудили концы.

Снова расплавьте олово и наберите капельку на кончик жала, коснитесь спаиваемых деталей.

Горячий сплав по закону диффузии растечется по проволочкам. Отняв жало секунд на 5-10, дайте застыть верхней части и переверните их и так же пропаяйте с обратной стороны. Это коротко, как залудить провода паяльником.

Для чего нужна канифоль?

Она — катализатор процесса. Это твердая смола, и при расплаве пахнет так же, как и зеленая хвоя, ведь производится из терпентина – части смол этого дерева.

Её просто обожают радиолюбители, создающие свои изделия и ремонтирующие заводские качественно и быстро. Носик паяльника и провода подносят к смоле, расплавляют её немного и проводки сами сплавляются.

Нужно только погреть, чтобы лишнее олово стекло. Но не к каждому металлу этот припой подходит. Но медь и латунь, бронза лучше соединяются с ней.

Особенности пайки проводов

Выше мы рассказали о лужении проводов. Надо добавить несколько слов о процессе прочной их спайки. Она несколько отличается от обычной с другими материалами.

Тонкие провода подвижны, их нужно прижимать плотно, а потом паять. Способы соединения и пайки проводов различные, расскажем о некоторых.

Можете скрутить два медных провода, если они тонкие, предварительно очистив и залудив, затем спаять.

Если проводка многожильная, то очищать надо все нитки, затем пальцами сжать плотно и прокрутить по часовой стрелке, насколько можно плотнее. Затем окунуть в канифоль и жалом залудить.

Также выполнить и с другим концом пайки. Затем, прижав оба конца плоскогубцами, хорошо расплавьте все олово (от залужения также) соединив в жилу.

Вместо плоскогубцев можно сделать так. Очистите несколько сантиметров медного нетолстого провода, залудите его, а затем туго намотайте на один конец скрутки, зафиксируйте, так же выполните и на другом конце.

А затем окунайте в расплав олова, пока на скрутке не будет видна медь. Выньте из ванны и дайте застыть.

Желательно предварительно надеть на один конец провода термоусадочную трубочку, после спайки продвиньте её и покройте всю оловянную часть.

Спичками разогрейте её, чтобы она охватила и заизолированные части. Тогда не нужно будет наматывать изоленту. Вот и вся инструкция, как правильно паять на флюсе и припое.

Пайка на кислоте

Она не подходит для микросхем, иначе разъест плату. Процесс эффективен там, где нужно очистить соединяемые части от оксидов. Да и на стали, чугуне канифоль теряет своё свойство лужения.

Фото рекомендации как правильно паять паяльником


При сборке различных электротехнических и радиотехнических устройств популярна пайка. Она обеспечивает электропроводное соединение медных проводов и иных медных изделий друг с другом, с компонентами электрических схем и прочими металлическим деталями из чистой меди и медных сплавов, а также производить пайку алюминия. Пайка проста, очень гибка, позволяет получить низкое переходное сопротивление соединяемых компонентов.

Суть технологии пайки заключается в нагреве зоны контакта с последующей ее заливкой жидким металлическим легкоплавким припоем. После остывания расплав обеспечивает электрический контакт. Перед тем как припаять провода, обычно необходима дополнительная обработка соединяемых поверхностей (чаще всего т.н. лужение проводов), что гарантирует долговременную стабильность.

При отсутствии вибраций и ударных нагрузок для мелких деталей достигается неплохая прочность соединения. Во всех прочих случаях паяют с дополнительной фиксацией.

Что может понадобиться для пайки?

Для пайки требуется источник тепла. Можно паять с использованием открытого пламени, электрической спирали, а также луча лазера. Последний позволяет паять даже чистым металлом. Дома пользуются преимущественно электрическим паяльником. Он предназначен для:

  • монтажа и ремонта различных электронных схем;
  • конструирования и ремонта электротехнического оборудования;
  • лужения слоем припоя различных металлических изделий.

Паяльник

Паяют ручным паяльником, который используют для:

  • прогрева соединяемых компонентов;
  • нагрева припоя до перехода его в жидкое состояние;
  • нанесения жидкого припоя на соединяемые элементы.

Паяльник, который изображен на рисунке 1, содержит:

  • изолированный слюдяной пленкой или стеклотканью спиральный нагреватель из нихромовой проволоки;
  • медное жало, которое расположено внутри спирали;
  • пластиковую или деревянную рукоятку;
  • корпус для размещения жала паяльника и спирали.

Рисунок 1. 100-ваттный паяльник с пластиковой рукояткой и трехполюсной вилкой

Подключение к электрической сети производят кабелем длиной примерно 1 м, который через ограничитель радиуса изгиба выходит из задней части рукоятки.

Деревянная или пластиковая рукоятка имеет форму простой ручки. Электронные схемы паяют изделиями небольшой мощности, оборудованных пистолетными рукоятками с кнопкой-курком для быстрого разогрева жала. Один из вариантов такого инструмента показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Радиомонтажный паяльник пистолетного типа

Бытовые паяльники предназначены для подключения к сети напряжением 12 и 220 В.

220 – вольтовые паяльники из соображений обеспечения электробезопасности должны комплектоваться 3-контактной вилкой, обеспечивающей надежное заземление. Для 12-вольтовой техники достаточно простой 2-контактной плоской вилки.

Припой

Паяют припоем – сплавом олова со свинцом, возможны добавки иных металлов. Припой имеет форму трубки или проволоки различного диаметра. Трубчатый припой заполнен внутри канифолью, паять с его помощью более удобно.

Свинец вводят в сплав для уменьшения стоимости. Его удельное содержание различно, что прямо отражается в марке. Например, ПОС-61 (очень популярный третник) означает:

  • П – припой;
  • ОС – оловянно-свинцовый;
  • 61 – с 61-процентным содержанием олова.

В быту паяют сплавами с уменьшенным содержанием олова, лужение посуды целесообразно выполнять составом ПОС-90.

Кроме того, паяют мягкими и твердыми припоями. Мягкие составы имеют температуру плавления менее 450, остальные относят к твердым. Температура плавления припоя ПОС-61 составляет 190 – 192 °С. Из-за сложностей разогрева высокотемпературную пайку с привлечением твердых припоев электрическим инструментом не выполняют.

Составами с добавлением легкоплавких металлов: алюминия и кадмия – паяют алюминий. Из-за повышенной токсичности паять с их помощью можно только при отсутствии альтернативы.

Флюс

Паяют обязательно под флюсом – вспомогательным компонентом, обеспечивающим:

  • растворение окисных пленок на поверхности соединяемых деталей;
  • хорошее сцепления с ними паяльного сплава;
  • улучшение условий растекания сплава по поверхности тончайшим слоем.

Обычно в этом качестве используют канифоль, а также составы на основе ее смеси со спиртом, глицерином и цинком. Канифоль имеет температуру размягчения чуть выше 50°С, при 200°С кипит. Химически канифоль довольно агрессивна по отношению к металлам и гигроскопична, при насыщении влагой быстро увеличивает проводимость. В зависимости от добавок и их концентрации демонстрирует свойства нейтральных или активных флюсов.

Канифоль и припой

Канифольный флюс продается в виде порошка, кусками или раствора канифоли.

Серебро, нержавеющую сталь и некоторые другие металлы можно паять только с помощью специальных флюсов (известны как кислотные флюсы или паяльные кислоты).

Некоторые монтажники, которые паяют провода, для улучшения качества облуживания выполняют предварительный нагрев на таблетке аспирина, пары которого выполняют функции флюса.

Паяльные пасты

Паяльная паста это композиция из припоя и флюса. Ею паяют в труднодоступных местах, а также при установке безвыводных электронных элементов. Состав наносят на компонент, который затем просто прогревают жалом.

Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого оловянные опилки смешивают с жидким флюсом до гелеобразной консистенции. Хранят пасту в герметичной упаковке, срок годности из-за окисления олова не превышает шести месяцев.

Подставка для паяльника

Паяют жалом, нагретым до высокой температуры, поэтому в перерыве инструмент оставляют на подставке. Для мощных паяльников ее выполняют с двумя опорами: задняя для рукоятки, передняя – для корпуса. Опоры монтируют на фанерном основании, которое используют служит для:

  • установки коробки с канифолью;
  • хранения проволоки припоя (пример приведен на рисунке 3);
  • чистки жала.

Рисунок 3 показывает, что подставка не требует дефицитных материалов, может быть изготовлена своими руками.

Рисунок 3. Самодельная подставка для мощного паяльника

Для устройств малой мощности часто применяют конусообразный держатель (обычный или спиральный, что показано также на рисунке 3), в которую инструмент вставляют жалом.

Старшие модели подставок снабжают регулятором рабочей температуры, ЖК дисплеем для индикации температуры жала, рисунок 4. Подобный паяльный инструмент часто называют паяльной станцией.

Рис. 4. Пример паяльной станции с индикатором

Оплетка для удаления припоя

С оплеткой паяют в тех случаях, когда необходимо удаление припоя с печатной платы при демонтаже деталей. Представляет собой плотную сетку из покрытых флюсом тонких медных проволок.

Принцип действия основан на поверхностном эффекте: сетка «впитывает» припой, расплавленный на печатной плате, за счет капиллярных сил.

Обычно ширина оплетки составляет около 5 мм, поставка рулонная в корпусе диаметром примерно 5 см.

Функции удаления припоя может выполнять внешняя оплетка старого гибкого коаксиального кабеля.

Меры безопасности

Соблюдение техники безопасности:

  • способствует защите от термических ожогов;
  • предотвращает возникновение пожара;
  • защищает от поражения электрическим током.

Прежде чем начинать паять, следует убедиться в исправности кабеля питания. Жало не должно касаться поводов, а также прочих предметов. Паяльник необходимо всегда класть на подставку. Запрещается касаться его корпуса, брать инструмент можно только за ручку.

Подготовка

Рабочего места

Паяют всегда при нормальном общем освещении (не хуже 500 люкс), при необходимости создания более комфортных условий применяют источник местного освещения.

Следует позаботиться о хорошей вентиляции. Наилучшие результаты дает вытяжка, при ее отсутствии паяют с перерывами для проветривания помещение от паров канифоли (каждый час при интенсивной работе).

Выбор паяльника по мощности

Паяют паяльниками различной мощности. Обычно исходят из того, что:

  • маломощные паяльники (20 – 50 Вт) удобны для работы с электроникой, позволяют паять тонкие провода;
  • 100-ваттным инструментом паяют слои меди толщиной не свыше 1 мм;
  • 200 Вт и более позволяет паять такие массивные детали, которые изначально требуют применения мощных паяльников.

О мощности прибора легко судить визуально: 50-ваттный паяльник оказывается чуть крупнее авторучки, тогда как 200-ваттный – имеет общую длину примерно 35-40 см.

Паяльника к работе

Перед первым включением следует удалить с корпуса остатки заводской смазки. Их выгорание приводит к появлению дыма и неприятного запаха. Поэтому паяльник включают через удлинитель, выставляя его на улицу через форточку на четверть часа.

Затем молотком проковывают жало паяльника: уплотнение меди увеличивает срок службы. Кончику жала придают форму:

  • под углом или на срез – для точечной работы (пример показан на рисунке 5);
  • ножевидную – таким жалом одновременно паяют нескольких контактов (характерно для микросхем);
  • специальную – ими паяют некоторые разновидности радиодеталей.

Рисунок 5. Пример универсальной заточки жала паяльника и правильного облуживания его рабочей области

Перед тем как начать паять, следует очистить жало от оксидной пленки. Эту процедуру выполняют мелкозернистой наждачной бумагой или бархатным напильником, а также химическим способом: погружением в канифоль. Очищенное жало облуживают припоем.

При необходимости паять в точке можно мощным паяльником. Для этого на его жало накручивают медную проволоку диаметром 0,5 – 1 мм, используя ее свободный конец для нагрева припоя.

Деталей к пайке

Паяют всегда в несколько этапов. Сначала готовят поверхность металлического проводника:

  • удалением окисной пленки с последующим обезжириванием;
  • облуживанием (нанесение слоя олова на входящие в контакт поверхности).

Затем можно соединять детали.

Обязательно зачищают провода, бывшие в употреблении.

Окисную пленку снимают напильником, наждачной бумагой, лезвием ножа. В случае гибких проводов обрабатывают каждую проволоку.

Изоляцию эмалированного провода удаляют протаскиванием по поверхности ПВХ-трубки, к которой его прижимают нагретым жалом.

Признак готовности – равномерно блестящая поверхность без остатков оксидной пленки.

Паяют всегда с обезжириванием, т.е. протирают поверхность безворсовой тканью или салфеткой, смоченной ацетоном или уайт-спиритом.

У новых проводов окисная пленка отсутствует. Их облуживают сразу после удаления изоляции.

Залудить медный проводник необходимо под флюсом, после прогрева припой должен покрыть поверхность металла тонким слоем. При наличии наплывов паять не рекомендуется, провод располагают вертикально, проводя паяльником сверху вниз. Излишек расплавленного припая при этом перетекает на жало.

Если же необходимо паять алюминий, то процедуру зачистки и облуживания совмещают. Для этого помещают провод, покрытый канифолью, в наждачную бумагу, греют его с одновременным вращением.

Качество флюса некоторых видов падает при длительном хранении, а также под воздействием влаги воздуха. Поэтому такими флюсами паяют с дополнительным контролем срока годности.

Пошаговая техника пайки проводов

Пайку проводов выполняют в такой последовательности:

  1. Снимают изоляцию на длине 3-5 см (на проводах большего диаметра длина удаляемого участка больше).
  2. При необходимости зачищают и обезжиривают соединяемые жилы.
  3. Формируют плотную скрутку проводов.
  4. Обрабатывают полученный сросток флюсом.
  5. Набирают на жало припой и паяют скрутку, прогрев продолжают до полного растекания; при необходимости повторяют несколько раз. Припой должен заполнить все полости сростка так, как это показано на рисунке 6.
  6. Полученный сросток изолируют.

Рисунок 6. Спаянные однопроволочные провода

Пайка алюминиевых проводов друг с другом, а также с медными не имеет принципиальных отличий за исключением более сложной процедуры облуживания.

Пошаговая методика пайки радиодеталей на плату

Обычно радиодетали и заводские печатные платы имеют выводы и токоведущие дорожки, которые покрыты оловом. Их можно паять без предварительного облуживания. Платы лудят только при их самостоятельном изготовлении.

Процедура пайки включает такие шаги как:

  1. Пинцетом отгибают выводы под требуемым углом, затем их вставляют в отверстия платы.
  2. Фиксируют деталь пинцетом.
  3. Набирают припой на жало, погружают его в канифоль, приставляют к точке соединения вывода с платой так, как это показано на рисунке 7. После нагрева поверхностей припой перетекает на дорожки платы, вывод элемента, контакты микросхем, равномерно распределяясь по ним под действием сил поверхностного натяжения.
  4. Деталь удерживают в нужном положении пинцетом до застывания припоя.
  5. После завершения пайки следует обязательно промыть плату спиртом и/или ацетоном.
  6. Дополнительно контролируют отсутствие короткого замыкания компонентов платы, вызываемых каплями припоя.

Рисунок 7. Пайка выводов радиодеталей на печатной плате

Губки пинцета для лучшей фиксации целесообразно заточить или использовать специальный инструмент по типу показанного на рисунке 8.

Избыток выводов удаляют бокорезами.

Рис. 8. Вариант исполнения паечного пинцета

На повторно используемых платах установочные отверстия очищают от остатков припоя деревянной зубочисткой.

При работе целесообразно соблюдать следующие правила:

  • жало ориентируют параллельно плоскости платы;
  • из-за опасности перегрева радиодеталей, а также отслаивания токоведущих дорожек из-за перегрева платы паяют не более 2 секунд;
  • перед набором припоя жало следует очистить от окислов.

Возможные проблемы при пайке

При наличии определенного быстро нарабатываемого навыка пайка обеспечивает хороший контакт. Немногочисленные проблемы легко выявляют визуально. К таковым относятся:

  • слабый прогрев соединяемых компонентов или т.н. холодная пайка – припой приобретает характерный тусклый цвет, механическая прочность контакта падает, он быстро разрушается;
  • перегрев компонентов – припой вообще не покрывает поверхности, т.е. соединение фактически отсутствует;
  • перемещение соединяемых компонентов до полного затвердевания припоя – видимый резкий разрыв в пленке затвердевшего припоя, соединение отсутствует.

Устранение этих дефектов осуществляют повторной пайкой.

Заключение

Соединение пайкой обеспечивает высокое качество в сочетании с технологичностью. Процедура проста в реализации (научиться паять можно за пару часов), но необходимо аккуратно выполнять нескольких последовательных операций, тщательно соблюдая технологию работы.

Правильно паять можно только при наличии исправного инструмента.

Возможные проблемы при пайке Паяют всегда со строгим соблюдением правил техники безопасности.

Видео уроки, как паять